¿Por qué te cansas al subir escaleras? Energía y trabajo en toda | ORBITECH

¿Qué es el trabajo en física? ¡No es solo cansancio!

El trabajo ( $W$ ) en física ocurre cuando una fuerza mueve un objeto en su misma dirección. Si no hay movimiento, no hay trabajo, ¡aunque te esfuerces!
Empujar una pared no es trabajo físico, aunque te canses. ¡La física es estricta!
Al subir escaleras, tu F es tu peso: $F = m \cdot g$ . Por ejemplo, si pesas 50 kg, $F \approx 500 N$ (newtons). $F = m \cdot g$
Usa $g = 10 {m/s}^{2}$ para cálculos rápidos en el ICFES.
La distancia d es la altura real que subes, no el número de escalones. ¡1 piso en Bogotá mide ~3.2 m, pero en Medellín ~2.8 m!
Cuenta los pisos, no los escalones: 1 piso = 1 altura, no 20 escalones.
La fórmula clave es $W = F \cdot d$ cuando la fuerza va hacia arriba (como subir escaleras). $W = F \cdot d$
Si empujas un carro en pendiente, usas $W = F \cdot d \cdot \cos θ$ , pero subir escaleras es directo.

W = F \cdot d

Tu cuerpo gasta energía química (de arepa, bandeja paisa o tinto) para hacer trabajo al subir.
Un arepa tiene ~200 kcal; subir 10 m quema ~1 kcal. ¡El café no compensa, pero sabe rico!
La energía potencial gravitatoria aumenta: $E_{p} = m \cdot g \cdot h$ . Entre más alto subas, más energía "almacenas". $E_{p} = m \cdot g \cdot h$
Es como estirar un resorte: a mayor altura, más energía lista para liberarse al bajar.
El cansancio es tu cuerpo transformando energía química en mecánica (para moverte) y calor (por eso sudas).
Solo el 20-30% de la energía de los alimentos se usa para moverte; el resto se convierte en calor.
Si bajas corriendo, el trabajo es negativo ( $W = - F \cdot d$ ), ¡por eso tus rodillas sufren! $W = - F \cdot d$
Bajar escaleras rápido es como frenar un carro: tu cuerpo absorbe el impacto.

E_{p} = m \cdot g \cdot h

Pésate en kg (ej: 55 kg) y mide la altura h que subes. En Bogotá, 1 piso = ~3.2 m; en Medellín, ~2.8 m.
Usa una cinta métrica o cuenta pisos: 1 piso = 1 altura, no escalones. ¡En Cali es ~3 m por piso!
Ejemplo: Subes del 1° al 3° piso en Bogotá (2 pisos × 3.2 m = 6.4 m). Tu peso: 55 kg × 10 m/s² = 550 N.
Fuerza en newtons = masa en kg × 10 (aproximado).
Trabajo realizado: $W = 550 N \times 6.4 m = 3520 J$ (joules). $W = m \cdot g \cdot h$
3520 J = energía para calentar 0.84 litros de agua en 1°C. ¡Equivalente a 0.1% de un tinto ($2000 COP)!
Si subes 5 veces al día, gastas ~17 600 J/día. ¡Eso es energía para hacer 50 flexiones o caminar 200 m en Bogotá!
El ICFES puede preguntar: ¿cuánta energía gastas en joules? ¡Ya sabes calcularlo!

W = m \cdot g \cdot h

Fuerza se mide en N (newton). 1 N ≈ peso de una manzana de 100 g. Tu peso en newtons = masa en kg × 10.
Si pesas 60 kg, tu fuerza al subir es 600 N. ¡Fácil de recordar!
Distancia en m (metro). Altura de un piso: Bogotá 3.2 m, Medellín 2.8 m, Cali 3 m. ¡Anota esto en tu hoja de fórmulas!
En la Guajira, la gravedad es menor ( $g \approx 9.78 {m/s}^{2}$ ), pero para el ICFES usa 9.8 o 10.
Trabajo en J (joule). 1 J = 1 N·m. Si en el ICFES te dan datos en gramos o centímetros, ¡conviértelos a kg y m primero! $1 J = 1 N \cdot m$
Error común: dejar masa en gramos o altura en cm. ¡Pierdes puntos por eso!
1 kcal = 4184 J. Un bandeja paisa tiene ~900 kcal ≈ 3.8 millones de J. ¡Por eso no subes al Monserrate|Cerro de Monserrate después de comer! $1 kcal = 4184 J$
Si el ICFES pregunta por equivalencia de energía, recuerda esta relación.

1 J = 1 N \cdot m

1946: Se define el J como unidad oficial de energía.: Resolución del Comité Internacional de Pesas y Medidas (BIPM).
1960: Colombia adopta el Sistema Internacional (SI) para exámenes como el ICFES.: Desde entonces, todas las pruebas usan newtons, metros y joules.
Subir 1 piso en Bogotá (3.2 m) con 60 kg de masa gasta ~1920 J.: Equivalente a la energía de 0.46 tinto ($2000 COP c/u).